Ученые выяснили, что плохой обмен веществ лишает головной мозг крови так же сильно, как это делает естественное старение. Анализ тысяч томограмм показал: лишний вес и высокое давление бьют не только по сердцу, но и заставляют нервную систему физически «голодать» в любом биологическом возрасте, ощутимо снижая интеллект человека.
Тело и головной мозг стареют синхронно. Врачи десятилетиями изучали возрастные изменения нервной системы и давно выяснили стандартную траекторию старения. У пожилых людей истончается кора мозга, теряется объем белого вещества и постепенно слабеет память.
Базовые показатели здоровья тела измерить легко. Медики регулярно проверяют вес, артериальное давление, уровень глюкозы и холестерина. Заглянуть внутрь черепа намного сложнее. Для этого требуются дорогие процедуры магнитно-резонансной томографии.
Ученые уже находили пересечения между физическим здоровьем и интеллектом. К примеру, биологи связывали ожирение с истончением лобных долей, а гипертонию — с локальным падением кровотока.
Проблема заключалась в смешивании двух процессов. Врачи не понимали природу изменений у пациентов с ожирением. Ученые не знали, имеет ли человек просто преждевременно постаревший мозг, или плохой обмен веществ запускает иные механизмы разрушения. Авторы новой научной работы математически разделили влияние прожитых лет и влияние нарушенного метаболизма на нервную систему.
Исследователи сопоставили анализы крови с томограммами мозга. Они искали точные физиологические маркеры, отражающие скрытые проблемы в нервной ткани. Результаты опубликовали в журнале PLOS Biology.
Ученые использовали медицинские данные двух больших групп. Первая состояла из 597 человек в возрасте от 36 до 100 лет. Вторая выборка включала 3013 участников от 51 до 83 лет. В статистическую модель загрузили информацию о весе, давлении и биохимии крови. Туда же добавили параметры томографии. Снимки описывали структуру тканей, плотность нейронных связей и скорость кровотока.
Программа искала скрытые закономерности между двумя массивами чисел и выявила две независимые оси изменений. Первая полностью совпала с классическим старением. С возрастом мозг теряет структурную целостность. У людей старшего поколения истончалась кора, разрушались нервные тракты и замедлялось движение крови по сосудам. Процесс протекал одинаково у мужчин и женщин.
Вторая ось отражала влияние обмена веществ. Высокий индекс массы тела, повышенное давление, высокий сахар в крови и низкий уровень полезного холестерина работали как единый механизм. В отличие от старения, этот сбой почти не разрушал структуру ткани напрямую. Вместо этого он заметно снижал церебральную перфузию. Так биологи называют объем крови, достигающий клеток мозга за единицу времени.
Авторы работы проверили когнитивные навыки участников. Выяснилось, что снижение кровотока влияет на поведение. Люди с плохим обменом веществ хуже справлялись с тестами на когнитивную гибкость. Им было сложнее быстро переключаться между разными задачами. Эта закономерность проявилась ярче всего у женщин.
Ученые сделали вывод, что нарушенный метаболизм выступает самостоятельным фактором риска. Человек может быть молод биологически, но из-за лишнего веса и давления его мозг будет испытывать острую нехватку крови.
Математическое разделение двух процессов показывает понятный путь для профилактики деменции. Человек не способен остановить биологическое старение, но может управлять своим весом и давлением. А врачи смогут рассматривать измерение уровня холестерина и сахара не только как проверку риска инфаркта, но и как доступный индикатор нарушения кровоснабжения мозга.